Java学习5-数组
数组概述
数组的定义
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数组是相同类型数据的有序集合。
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数组描述的是相同类型的若干个数据,按照一定的先后次序排列组合而成。
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其中,每一个数据称作-个数组元素，每个数组元素可以通过一个下标来访问它们。
数组声明创建
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首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：
dataType[] arrayRefVar;//首选的方法
或
dataType arrayRefVar[];//效果相同，但不是首选方法 -
Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：
dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize]; -
数组的元素是通过索引访问的，数组索引从0开始。
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获取数组长度：
arrays.length -
代码：
package com.louwen.array;
?
public class ArrayDemo01 {
?
//变量的类型 变量的名字 = 变量的值；
//数组类型
?
public static void main(String[] args) {
//定义方法1 (推荐使用）
int[] nums;//1.声明一个数组
nums = new int[10];//2.创建一个数组 // 两行也可以等同于：nums[] nums= new nums[10]; 可以存放十个int类型数据
//定义方法2
//int num2[];
?
// 3.给数组中元素赋值
nums[0] = 1;
nums[1] = 2;
nums[2] = 3;
nums[3] = 4;
nums[4] = 5;
nums[5] = 6;
nums[6] = 7;
nums[7] = 8;
nums[8] = 9;
nums[9] = 10;
?
//System.out.println(nums[9]);
?
//计算所有元素的和
int sum = 0;
for (int i = 0; i <nums.length ; i++) {
sum = sum +nums[i];
?
}
System.out.println("总和为：" + sum);
?
}
?
}
?
内存分析
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Java内存分析
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堆：1.存放new的对象和数组
2.可以被所有的线程共享，不会存放的对象引用
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栈：1.存放基本变量类型（会包含这个基本类型的具体数值）
2.引用对象的变量（会存放这个引用在堆里面的具体地址）
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方法区：1.可以被所有线程共享
2.包含了所有的class和static变量
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写代码画图分析内存！
数组的三种初始化状态
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静态初始化
int [] a = {1,2,3}
Man[] mans = {new Man(1,1),(2,2)}; -
动态初始化
int [] a =new int[2];
a[0] = 1;
a[1] = 2;代码:
package com.louwen.array;
?
public class ArrayDemo02 {
?
public static void main(String[] args) {
//静态初始化:创建+赋值
int[] a = {1,2,3,4,5,6};
System.out.println(a[0]);
?
//动态初始化:包含默认初始化
int[] b = new int[10];
b[0] =10 ;
System.out.println(b[0]);
System.out.println(b[1]); //默认初始化为0
}
}
? -
数组的默认初始化：
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数组是引用类型，它的元素相当于类的实例变量,因此数组一经分配空间，其中的每个元素也被按照实例变量同样的方式被隐式初始化。
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数组的四个基本特点
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其长度是确定的。数组一旦被创建，它的大小就是不可以改变的。
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其元素必须是相同类型,不允许出现混合类型。
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数组中的元素可以是任何数据类型，包括基本类型和引用类型。
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数组变量属引用类型，数组也可以看成是对象，数组中的每个元素相当于该对象的成员变量。数组本身就是对象，Java中对象是在堆中的，因此数组无论保存原始类型还是其他对象类型,数组对象本身是在堆中的。
数组边界
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下标的合法区间：[0.length],如果越界就会报错
public static void main(String[] args) {
int[] a = new int[2];
System.out.println(a[2]);
} -
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组下标越界异常！
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小结：
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数组是相同数据类型(数据类型可以为任意类型)的有序集合
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数组也是对象。数组元素相当于对象的成员变量
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数组长度的确定的，不可变的。如果越界，则报:ArrayIndexOutofBounds
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数组使用
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普通for循环
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For-Each循环
// 增强型for循环即For-Each循环（JDK1.5以上，没有下标）；array表示数组里的每一个元素；arrays表示数组
for (int array : arrays) {
System.out.println(array);
} -
数组作方法入参
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数组作返回值
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代码：
package com.louwen.array;
public class ArrayDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int[] arrays = {1,2,3,4,5};
// // 增强型for循环即For-Each循环（JDK1.5以上，没有下标）；array表示数组里的每一个元素；arrays表示数组
// for (int array : arrays) {
// System.out.println(array);
// }
//printArray(arrays);
int[] reverse = reverse(arrays);
printArray(reverse);
}
//打印数组元素（数组做方法入参）
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
System.out.print(arrays[i] + " ");
}
}
//反转数组（数组做返回值）
public static int[] reverse(int[] arrays){
int [] result = new int[arrays.length];
for (int i = 0, j=result.length-1 ;i <arrays.length ; i++,j--) {
//result[] = arrays[i];
result[j]=arrays[i];
}
return result;
}
}
多维数组
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多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组,其每一个元素都是一个一维数组。
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二维数组：
int a[][] = new int[][];
代码
package com.louwen.array;
public class ArrayDemo05 {
public static void main(String[] args) {
//二维数组
int [][] array = {{1,2,2},{2,3},{3,4},{4,5,6}};
//System.out.println(array[0][1]); // System.out.println(array[0]);无法打印一个一维数组
printArray(array[3]); //调用函数可以打印一个一维数组
System.out.println("=============");
System.out.println(array.length);//打印数组的个数
System.out.println(array[0].length); //打印第一个数组的长度
System.out.println("=============");
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
System.out.println(); //换行
for (int j = 0; j < array[i].length ; j++) {
System.out.print(" "); //空格
System.out.print(array[i][j]);
}
}
}
//打印数组元素（数组做方法入参）
public static void printArray(int[] arrays){
for (int i = 0; i <arrays.length ; i++) {
System.out.print(arrays[i] + " ");
}
}
} -
解析：以上二维数组的a可以看成一个两行五列的数组。
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思考：多维数组的使用？
unm
Arrays类
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数组的工具类java.util.Arrays
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由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用,但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用,从而可以对数据对象进行一些基本的操作。
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查看JDK帮助文档
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Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法,在使用的时候可以直接使用类名进行调用,而"不用"使用对象来调用(注意:是"不用"而不是"不能")
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具有以下功能：
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给数组赋值:通过fill 方法。
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对数组排序:通过sort方法,按升序。
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比较数组:通过equals方法比较数组中元素值是否相等。
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查找数组元素:通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。
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代码
package com.louwen.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int[] a = {7686,876,398,867,5786,8976,967,7896,867,76,79,7};
//System.out.println(a); //[I@14ae5a5
// 打印数组元素
// System.out.println(Arrays.toString(a));
// printArray(a); //自己写的打印数组方法
//进行升序排序
Arrays.sort(a);
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
//重复造轮子
public static void printArray(int[] a){
for (int i = 0; i <a.length ; i++) {
if (i == 0){
System.out.print("{ ");
}
if (i == a.length-1){
System.out.println(a[i] + " }");
}else {
System.out.print(a[i] + ", ");
}
}
}
}
冒泡排序（重要）
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冒泡排序无疑是最为出名的排序算法之一，总共有八大排序
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冒泡的代码还是相当简单的，两层循环，外层冒泡轮数,里层依次比较,江湖中人人尽皆知。
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我们看到嵌套循环，应该立马就可以得出这个算法的时间复杂度为O(n2)。
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思考:如何优化?
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代码:
package com.louwen.array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayDemo07 {
public static void main(String[] args) {
//int[] a = {7686,876,398,867,5786,8976,967,7896,867,76,79,7};
int[] a = {1,4,2,3};
int[] sort = sort(a);//调用完我们自己写的排序方法以后，返回一个排序后的数组
System.out.println(Arrays.toString(sort));
}
//冒泡排序
//1.比较数组中两个相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，我们就交换他们的位置；
//2.没一次比较，都会产生一个最大，或者最小的数字；
//3.下一轮则可以少一次排序
//4.依次循环，直到结束
public static int[] sort(int[] array){
//临时变量
int temp = 0;
//外层循环，判断我们这个要走多少次
for (int i = 0; i < array.length-1 ; i++) {
boolean flag = false; //优化： 通过flag标识位减少没有意义的比较
//内层循环，比较判断两个数，如果第一个数比第二个数大，则交换位置
for (int j = 0; j < array.length-1-i ; j++) { //-i是为了减少不必要的循环，循环i次后就有i个数已经排序好了
if (array[j+1] < array[j]){
temp = array[j];
array[j] = array[j+1];
array[j+1] = temp;
flag = true; //没有产生交换，flag就不会被置为true
}
}
if(flag == false){
break; //
}
}
return array;
}
}
稀疏数组
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需求：编写五子棋游戏中，有存盘和续上盘的功能。（使用二维数组记录棋盘）
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分析问题：因为二维数组的很多默认值是0，因此记录了很多没有意义的数据。
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解决方法：稀疏数组
稀疏数组介绍
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当一个数组中大部分元素为0,或者为同-值的数组时,可以使用稀疏数组来保存该数组。
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稀疏数组的处理方式是:
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记录数组一共有几行几列，有多少个不同值
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如下图：左边是原始数据，右边是稀疏数组：
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稀疏数组的生成还原代码示例：
package com.louwen.array;
?
public class ArrayDemo08 {
public static void main(String[] args) {
?
//创建一个二维数组 11*11 0：没有棋子， 1：黑棋， 2.白棋
?
int[][] array1 = new int[11][11];
array1[1][2] = 1;
array1[2][3] = 2;
// 输出原始的数组
System.out.println("输出原始数据");
for (int[] ints : array1) {
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + "\t");
}
System.out.println();
?
}
System.out.println("======================");
//转换为稀疏数组保存
//获取有效值的个数
int sum = 0;
for (int i = 0; i <11 ; i++) {
for (int j = 0; j <11 ; j++) {
if (array1[i][j]!=0){
sum++;
}
}
}
System.out.println("有效数组个数：" + sum);
//2.创建一个稀疏数组的数组
int[][] array2 = new int[sum+1][3];
array2[0][0] = 11;
array2[0][1] = 11;
array2[0][2] = sum;
?
//遍历二维数组，将非零的值存放稀疏数组中
int count = 0;
for (int i = 0; i <array1.length ; i++) {
for (int j = 0; j <array1[i].length ; j++) {
if (array1[i][j] != 0){
count++;
array2[count][0] = i;
array2[count][1] = j;
array2[count][2] = array1[i][j];
}
}
}
//输出稀疏数组
System.out.println("稀疏数组");
?
for (int i = 0; i <array2.length ; i